一种直流线路故障定位方法，其包括：在直流线路两端分别收集获得两端故障波形；对所述两端故障波形进行数据预处理得到两端有效故障波形；将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数得到逆变换滤波器；根据所述逆变换滤波器对所述两端有效故障波形进行波形反演得到两端故障修正波形数据；根据所述两端故障修正波形数据之间的时间差计算得到故障位置数值；所述全线路传输函数是基于人工短路数据利用自适应滤波算法计算得到的；所述分段线路传输函数是根据两端数据对比并结合所述全线路传输函数计算得到。本发明专利技术实现了补偿修正长距离传输色散导致波峰后移或波前前移，提高了输电线路故障定位精度。故障定位精度。故障定位精度。
【技术实现步骤摘要】
一种直流线路故障定位方法及相关系统和设备
[0001]本专利技术属于输电线路故障定位领域，具体讲涉及一种直流线路故障定位方法及相关系统和设备。
技术介绍
[0002]直流输电线路精确故障定位对于线路故障后的快速恢复供电具有重要意义；从长期运行的角度看，可靠准确的故障定位有助于提高线路运行可靠性。输电线路故障定位从原理上可分为阻抗法、故障分析法、行波法等，其中阻抗法、故障分析法受线路参数、过渡电阻等因素影响难以满足直流输电线路对定位精度的要求，已投运的直流输电工程均采用基于双端行波原理的行波故障定位装置。
[0003]实际运行经验表明，对于中短距离的直流输电线路，行波故障定位在精度上满足了运行单位的要求(平均误差在500m左右)。随着新能源的发展，2010年以后投运的特高压直流输电工程线路长度不断增长，基本都超过1500km；近年来，还出现了一批超长距离的直流输电工程，例如：线路长度超过2000km的巴西美丽山直流输电工程，线路长度超过3000km的昌吉－古泉1100kV直流输电工程等。在这些直流输电工程中，传统的行波故障定位系统误差显著扩大，实际故障中，多次测量误差大于1km，造成寻找故障点困难和延长恢复供电时间。
[0004]因此，现有技术在长距离直流输电线路中存在故障定位精度不足的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是解决现有技术在长距离直流输电线路中存在故障定位精度不足的问题。
[0006]本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
[0007]一种直流线路故障定位方法，其包括如下步骤：在直流线路两端分别收集获得两端故障波形；对所述两端故障波形进行数据预处理得到两端有效故障波形；将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数通过逆滤波计算得到反演波形；根据反演波形得到故障位置数值；
[0008]所述全线路传输函数是基于线路端部短路数据利用自适应滤波算法计算得到的；
[0009]所述分段线路传输函数是根据线路中部短路的两端数据计算比值并结合所述全线路传输函数计算得到。
[0010]优选的，所述将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数通过逆滤波计算得到反演波形包括：将两侧的分段线路传输函数等效为相同中心频率两级高通滤波器串联，将两级滤波器串联时的相移忽略不计，利用两端有效故障波形，结合所述分段线路传输函数得到逆变换滤波器公式；通过对所述逆变换滤波器函数进行逆滤波计算得到反演波形。
[0011]优选的，所述根据反演波形得到故障位置数值包括：根据反演波形得到远端和近
端的故障初始时刻；根据所述远端和近端的故障初始时刻计算出故障位置数值。
[0012]优选的，所述自适应滤波算法包括LMS或RLS自适应滤波算法。
[0013]优选的，所述全线路传输函数的建立过程包括：将输电线路的传输特性等效为低通滤波，将端部短路试验时测量到的近端故障行波信号视为输入信号，将短路试验时测量到的远端故障行波信号作为输出信号，利用自适应滤波算法得到全线路传输函数。
[0014]优选的，所述分段线路传输函数的建立过程包括：将故障点两端的输电线路等效为两个低通滤波器的级联，由线路中部短路试验时两端信号可得分段线路的传输函数比值，将所述分段线路的传输函数比值与所述全线路逆变传输函数相乘计算得到分段线路传输函数。
[0015]优选的，所述对所述两端故障波形进行数据预处理得到两端有效故障波形包括：对所述故障波形消除噪声得到除噪波形数据，以及对所述除噪波形数据提取分析时窗而获得两端有效故障波形。
[0016]优选的，所述对所述故障波形消除噪声得到除噪波形数据包括：利用时频分析工具对所述两端故障波形进行分解重构，滤除幅值小于设定阈值的白噪信号得到消噪故障波形。
[0017]优选的，所述提取分析时窗包括：根据波峰识别判定故障初始时刻为t0，截取t0前第一个过零点和t0后第一个过零点之间的数据作为最小分析时间窗，根据所述最小分析时间窗向两侧各外延一个有限时间段得到分析时窗。
[0018]优选的，所述时频分析工具包括小波变换。
[0019]优选的，所述有限时间段为5
‑
15us。
[0020]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种直流线路故障定位系统，其包括：位于所述直流线路两端用于收集故障波形的信号收集装置、与所述信号收集装置通讯连接用于实现所述一种直流线路故障定位方法的运算单元、以及与所述运算单元通讯连接的用于故障信息输出的输出设备。
[0021]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种计算机设备，其包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的一种直流线路故障定位方法。
[0022]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种计算机可读存储设备，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的一种直流线路故障定位方法。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]1、一种直流线路故障定位方法，其包括如下步骤：在直流线路两端分别收集获得两端故障波形；对所述两端故障波形进行数据预处理得到两端有效故障波形；将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数得到逆变换滤波器；根据所述逆变换滤波器对所述两端有效故障波形进行波形反演得到两端故障修正波形数据；根据所述两端故障修正波形数据之间的时间差计算得到故障位置数值；所述全线路传输函数是基于人工短路数据利用自适应滤波算法计算得到的；所述分段线路传输函数是根据两端数据对比并结合所述全线路传输函数计算得到。
[0025]本专利技术通过人工短路数据和自适应滤波算法计算得到全线路传输函数；根据双端数据对比并结合所述全线路传输函数计算得到分段线路传输函数；利用全线及分段线路传
输函数通过逆滤波方式反演信号波形，在此基础上完成故障定位计算；进而实现了补偿修正长距离传输色散导致波峰后移或波前前移，从而提高长距离直流输电线路故障定位精度。本专利技术所述算法只需直流线路行波测距装置本身数据，无需引入其他系统数据，因此还具有工程实现简便的优点。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一种直流线路故障定位方法的步骤示意图；
[0027]图2为直流输电线路行波故障定位原理；
[0028]图3为信号色散对故障定位的影响示意图；
[0029]图4为近端和远端信号对比图；
[0030]图5为全线路滤波器响应曲线图；
[0031]图6为逆滤波频率响应曲线图；
[0032]图7为远端信号补偿前后对比图；
[0033]图8为补偿后近端/远端信号对比图；
[0034]图9为实际线路近端/远端实际故障电压波形图；
[0035]图10为经小波变换重构得到高频分量曲线图；
[0036]图11为补偿前远近端信号对比本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：在直流线路两端分别收集获得两端故障波形；对所述两端故障波形进行数据预处理得到两端有效故障波形；将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数通过逆滤波计算得到反演波形；根据反演波形得到故障位置数值；所述全线路传输函数是基于线路端部短路数据利用自适应滤波算法计算得到的；所述分段线路传输函数是根据线路中部短路的两端数据计算比值并结合所述全线路传输函数计算得到。2.如权利要求1所述的一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述将两端有效故障波形输入预先建立的全线路传输函数和故障点两侧的分段线路传输函数通过逆滤波计算得到反演波形包括：将两侧的分段线路传输函数等效为相同中心频率两级高通滤波器串联，将两级滤波器串联时的相移忽略不计，利用两端有效故障波形，结合所述分段线路传输函数得到逆变换滤波器公式；通过对所述逆变换滤波器函数进行逆滤波计算得到反演波形。3.如权利要求1所述的一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述根据反演波形得到故障位置数值包括：根据反演波形得到远端和近端的故障初始时刻；根据所述远端和近端的故障初始时刻计算出故障位置数值。4.如权利要求1所述的一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述自适应滤波算法包括LMS或RLS自适应滤波算法。5.如权利要求1所述的一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述全线路传输函数的建立过程包括：将输电线路的传输特性等效为低通滤波，将端部短路试验时测量到的近端故障行波信号视为输入信号，将短路试验时测量到的远端故障行波信号作为输出信号，利用自适应滤波算法得到全线路传输函数。6.如权利要求5所述的一种直流线路故障定位方法，其特征在于，所述分段线路传输函数的建立过程包括：将故障点两端的输电线路等效为两个低通滤波器的级联，由线路中部短路试验时两端信号可得分段线路的传输函数比值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，冯志畅，郭宁明，罗健，董志猛，汤飞，李冰，杨瑞峰，
申请(专利权)人：南瑞集团有限公司国网山西省电力公司忻州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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